晶體三極管放大作用.doc

高郵職教中心導(dǎo)學(xué)案 08數(shù)控專業(yè)班 電子技術(shù) 時(shí)間 2010-04-26 主備人 左愛(ài)娟 審核人 班級(jí)： 組別： 姓名： 組內(nèi)評(píng)價(jià)： 教師評(píng)價(jià)： 課題：晶體三極管放大作用【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、 通過(guò)舉例讓學(xué)生了解放大器在生活中運(yùn)用在哪些地方從而喜歡學(xué)習(xí)放大器。2、 通過(guò)學(xué)習(xí)能自主完成一個(gè)簡(jiǎn)單的放大電路。3、 理解放大器的工作條件和工作原理?！咀灾魇崂怼?、 三極管要實(shí)現(xiàn)放大作用必須滿足的外部條件是什么？2、 晶體三極管的電流放大作用的涵義是什么？3、 晶體三極管的三個(gè)極電流應(yīng)滿足什么關(guān)系（即電流分配關(guān)系）？4、 三極管的特性曲線的理解和繪制【課堂探究】一三極管工作電壓三極管要實(shí)現(xiàn)放大作用必須滿足的外部條件：發(fā)射結(jié)加正向電壓，集電結(jié)加反向電壓，即發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏。如圖2.1.17所示，其中V為三極管，Vcc為集電極電源電壓，VBB為基極電源電壓，兩類管子外部電路所接電源極性正好相反，Rb為基極電阻，Rc為集電極電阻。若以發(fā)射極電壓為參考方向，則三極管發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，這個(gè)外部條件也可用電壓關(guān)系來(lái)表示；對(duì)于NPN型：VCVBVE；對(duì)于PNP型：VEVBVC圖2.1.17三極管電源的接法二 電流放大作用當(dāng)發(fā)射結(jié)正向偏置電壓改變時(shí)，從發(fā)射區(qū)擴(kuò)散到基區(qū)的載注子數(shù)將隨之改變，從而使集電極電流IC產(chǎn)生相應(yīng)的變化。由于IB很小的變化就能引起IC較大的變化，因此就形成了三極管的電流放大作用。注意：三極管電流放大作用，實(shí)質(zhì)上是較小的基極電流信號(hào)去控制集電極的大電流信號(hào)，是“以小控大”的作用。通常用集電極電流Ic與基極電流IB之比值來(lái)反映三極管的放大能力，用表示（=IC/IB），稱為三極管共發(fā)射極電路的直流放大系數(shù)。當(dāng)三極管制成后，也就確定了，其值遠(yuǎn)大于1。若考慮集電區(qū)少數(shù)載流子漂移形成的集電結(jié)反向飽和電流ICBO，則IC與IB之間有關(guān)系：IC=IB+（1+）ICBO=IB+ICEO，式中ICEO為穿透電流，其計(jì)算公式為ICEO=（1+）ICBO單位為mA。三三極管的特性曲線1輸入特性曲線 輸入特性是指在UCE一定的條件下，加在三極管基極與發(fā)射極之間的電壓UBE與基極電流IB之間的關(guān)系。輸入特性曲線如圖2.1.19所示。圖2.1.19 輸入特性曲線從圖中看到，它與二極管的伏安特性曲線十分相似。當(dāng)UCE=OV，輸入曲線與二極管伏安特性曲線形狀一樣，當(dāng)UCE1V（-1V）時(shí)特性曲線向右（向左）移動(dòng)了一段距離。而UCE1V以后，不同UCE值的各條輸入特性曲線幾乎重疊在一起。實(shí)際應(yīng)用中，三極管的UCE一般大于1V，因而UCE1V時(shí)的曲線更具有實(shí)際意義。由三極管輸入特性曲線可看出：三極管的輸入特性曲線是非線性的，超過(guò)死區(qū)電壓，三極管才出現(xiàn)基極電流。死區(qū)電壓的大小與三極管材料有關(guān)，硅管約為0.5V，鍺管約為0.2V。加在發(fā)射結(jié)上的正偏電壓UBE只能工作在零點(diǎn)幾伏。其中硅管在0.7V左右，鍺管在0.3V左右。 2輸出特性曲線輸出特性指基極電流IB為確定值時(shí)，在輸出回路中集電極與發(fā)射極之間的電壓UCE與集電極電流IC之間的關(guān)系。固定一個(gè)IB值，可得到一條輸出特性曲線，改變IB值，可得到一族輸出特性曲線。其特性曲線如圖2.1.20所示。在輸出特性曲線上可劃分三個(gè)區(qū)：放大區(qū)、截止區(qū)、飽和區(qū)。圖2.1.20 輸出特性曲線截止區(qū) 在IB=0這條曲線以下區(qū)域，稱其為截止區(qū)。截止區(qū)特點(diǎn)是，晶體管的發(fā)射結(jié)與集電結(jié)都處于零偏置或反偏置狀態(tài)，IB0，IC0。這相當(dāng)于集電極與發(fā)射極之間斷路，電路無(wú)放大作用。飽和區(qū) 共發(fā)射極放大電路接有集電極電阻RC，如果IBICICRCUCE，當(dāng)UCE下降到UCE UBE時(shí)，則集電結(jié)處于正向偏置（基極電位高于集電極電位）。此后，如果IB增大，IC將增加很小，甚至不再增加，IC=IB的關(guān)系不再存在，出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，三極管失去放大作用。在特性曲線中，UCE很小，I C隨UCE增大接近直線上升部分的左側(cè)稱為飽和區(qū)。一般規(guī)定UCEUBE時(shí)，認(rèn)為三極管已飽和，這時(shí)UCE稱為飽和壓降，記為UCES。 UCE=UBE時(shí)，為臨界飽和。放大區(qū) 介于截止區(qū)和飽和區(qū)之間的區(qū)域稱為放大區(qū)。該區(qū)內(nèi)三極管發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，電流IB對(duì)IC有控制作用，滿足ICIB的關(guān)系。由于工作在這一區(qū)域的三極管具有放大作用，因而把該區(qū)域稱放大區(qū)。此區(qū)域，當(dāng)IB一定時(shí)，IC的值基本不隨UCE變化，具有恒流特性。IB等量增加時(shí)，輸出特性曲線等間隔地平行上移。晶體三極管在三種工作狀態(tài)時(shí)，發(fā)射結(jié)與集電結(jié)的偏置情況及在電路中的等效作用，列于表2.1.8中。表2.1.8晶體三極管的三種工作狀態(tài)對(duì)比工作區(qū)域放大區(qū)飽和區(qū)截止區(qū)發(fā)射結(jié)正偏正偏反偏集電結(jié)反偏正偏反偏在電路中的等效作用電阻（阻值隨工作點(diǎn)而變）開(kāi)關(guān)（導(dǎo)通狀態(tài)）開(kāi)關(guān)（斷開(kāi)狀態(tài)）應(yīng)用范圍放大